專利名稱：一種噴丸強(qiáng)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴丸強(qiáng)化領(lǐng)域，具體是一種垂直旋轉(zhuǎn)式雙面對(duì)噴丸強(qiáng)化裝置。
背景技術(shù)：
噴丸強(qiáng)化是高速運(yùn)動(dòng)的彈丸流噴射材料表面并使其表層發(fā)生塑性變形的過程，合 理的利用引入表面塑性變形層內(nèi)的殘余應(yīng)力場(chǎng)和變形的顯微組織，可以改善金屬材料的疲勞斷裂及應(yīng)力腐蝕斷裂抗力。噴丸強(qiáng)化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車及船舶等領(lǐng)域。傳統(tǒng)噴丸強(qiáng)化通過將工件放入專用噴丸設(shè)備內(nèi)，利用壓縮空氣作為動(dòng)力帶動(dòng)丸粒沖擊工件表面來獲得噴丸強(qiáng)化層。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)噴丸強(qiáng)化設(shè)備工作臺(tái)均為水平工作轉(zhuǎn)臺(tái)。由于該類設(shè)備噴槍基本只能在工作轉(zhuǎn)臺(tái)水平面以上運(yùn)動(dòng)，因此當(dāng)整體葉盤水平放置于工作轉(zhuǎn)臺(tái)上時(shí)，噴槍只能加工工件水平朝上的一面，而工件貼住工作轉(zhuǎn)臺(tái)向下的一面則無法噴至IJ，只能單面噴丸，覆蓋率不均勻，有導(dǎo)致工件變形量趨大的可能，且加工效率一般。在中國(guó)發(fā)明專利01802866. 7中提出了一種超聲橫向噴丸表面處理葉輪的工藝方法和裝置，該裝置為一垂直軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，軸上帶有固定飛輪裝置，在飛輪上側(cè)面工作腔裝有待噴丸的工件，與平臺(tái)同軸。驅(qū)動(dòng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)，利用工作腔中的微粒對(duì)工件進(jìn)行噴丸強(qiáng)化。該技術(shù)的特點(diǎn)是不論工件相對(duì)飛輪旋轉(zhuǎn)軸距離多少，可以對(duì)所有表面進(jìn)行噴丸，并實(shí)現(xiàn)薄壁葉片雙面對(duì)噴，有效避免薄區(qū)型面變形。但實(shí)際上該裝置不是獨(dú)立的，要實(shí)現(xiàn)所描述的功能，必須有能實(shí)現(xiàn)上述功能的專用噴丸機(jī)，設(shè)備成本高。由于目前國(guó)內(nèi)外多采用傳統(tǒng)氣動(dòng)式噴丸強(qiáng)化，因此該技術(shù)尚難以普及使用。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的覆蓋率不均勻，導(dǎo)致工件變形量趨大的不足，本發(fā)明提出了一種噴丸強(qiáng)化裝置。本發(fā)明包括電機(jī)、帶三爪卡盤的工作臺(tái)、前擋塊、支撐桿、后擋塊和支撐座。其中電機(jī)固定在支撐座上。工作臺(tái)安裝在電機(jī)的輸出軸上，所述的工作臺(tái)的一個(gè)表面有三爪卡盤。支撐桿的一端安裝在所述三爪卡盤內(nèi)，另一端安裝有工件。前擋塊套裝在支撐桿上，位于工作臺(tái)與工件之間，并且該前擋塊的一個(gè)端面與工件的一個(gè)端面貼合。后擋塊套裝在支撐桿上，并且該后擋塊的一個(gè)端面與工件的另一個(gè)端面貼合。噴槍有兩個(gè)，通過噴丸機(jī)工作艙頂部保持桿固定在支撐桿一端的工件的上方，并分布在所述桿件的兩側(cè)。噴槍噴口到工件之間的距離為150mm，噴管中心線與工件表面的角度呈45° ±5°。所述的噴槍通過連接螺釘與滑套連接；滑套固定在保持桿上。緊固螺釘位于滑套側(cè)面。通過調(diào)整所述緊固螺釘?shù)乃删o度，使滑套帶動(dòng)噴槍沿保持桿的軸向和周向運(yùn)動(dòng)；通過調(diào)節(jié)所述連接螺釘?shù)乃删o度，實(shí)現(xiàn)噴槍繞保持桿軸線做180°擺動(dòng)。所述支撐桿的一端與所述工作臺(tái)中心孔過盈配合。支撐桿另一端的外表面分別為前擋塊的安裝段、工件的安裝段和后擋塊的安裝段，并且所述支撐桿上各安裝段的外徑分別與與之配合的前擋塊、工件和后擋塊之間均為過盈配合。在支撐桿的中部，有徑向凸出的軸肩。所述前擋塊為套筒狀，其內(nèi)孔的孔徑與工件上的軸身外徑相同；所述前擋塊內(nèi)孔的長(zhǎng)度大于工件上軸身的長(zhǎng)度，使工件上軸身裝入前擋塊的內(nèi)孔中后兩者之間無干涉。所述前擋塊一端有端板，該端板的中心有通孔。前擋塊的外徑與工件的封嚴(yán)齒外徑相同。
所述后擋塊亦為套筒狀，其內(nèi)孔的孔徑與支撐桿端頭的外徑相同。后擋塊的外圓表面為階梯狀。所述后擋塊的最大外徑略小于工件的安裝邊內(nèi)徑；所述后擋塊的最小外徑不小于工件的安裝邊內(nèi)徑1_。支承座由底板和支桿組成。在支承座的底板上有連接孔。本發(fā)明利用支架將電機(jī)架起并固定，電機(jī)轉(zhuǎn)軸為水平。將工作轉(zhuǎn)臺(tái)垂直安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)軸之上，該轉(zhuǎn)臺(tái)為三爪卡盤式，便于換裝不同尺寸工件夾具。工件夾具是噴丸工件與工作轉(zhuǎn)臺(tái)連接的工具，此夾具根據(jù)不同類型工件有不同設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)計(jì)，保證工件可夾持在工作臺(tái)上并繞水平軸旋轉(zhuǎn)即可。將工件夾具裝夾于工作轉(zhuǎn)臺(tái)，利用三爪卡盤卡緊。將噴丸工件裝夾于工件夾具。此時(shí)分別調(diào)節(jié)位于工件左右兩邊的噴槍，使噴槍到工件表面的距離、角度等參數(shù)一致。啟動(dòng)工作轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)到所需的轉(zhuǎn)數(shù)，完成其他準(zhǔn)備工作即可啟動(dòng)噴丸。由于本發(fā)明采取的技術(shù)方案，利用一套裝置解決了雙面對(duì)噴式噴丸的問題，實(shí)現(xiàn)了葉盤、葉輪等薄壁零件旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的雙面對(duì)噴強(qiáng)化。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)易于實(shí)施。無復(fù)雜的構(gòu)件，只需電機(jī)、轉(zhuǎn)臺(tái)、夾具、支架及轉(zhuǎn)數(shù)控制器組裝即可，對(duì)于普及使用十分便利。適用性強(qiáng)。本發(fā)明為一套獨(dú)立裝置，使用時(shí)只需通過支撐座固定在噴丸設(shè)備內(nèi)部合適位置即可，不需要對(duì)原有噴丸設(shè)備本身進(jìn)行改動(dòng)，不影響原有功能。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)雙面旋轉(zhuǎn)對(duì)噴對(duì)于解決薄壁件噴丸變形效果顯著。將常規(guī)平臥噴丸加工方式變?yōu)榇怪毙D(zhuǎn)噴丸加工方式，實(shí)現(xiàn)兩把噴槍在工件兩面進(jìn)行對(duì)噴式噴丸，此時(shí)由于工件兩面形變的相互抵消，從而有效減少工件在噴丸強(qiáng)化過程中產(chǎn)生的形變，減少零件的超差或報(bào)廢損失，減少二次加工，提升產(chǎn)品質(zhì)量。加工效率高。采用兩把噴槍雙面對(duì)噴，可顯著提升加工效率。首先兩把噴槍相比一把噴槍加工同樣面積的工件表面，時(shí)間縮短一半，效率提升I倍；其次因?yàn)楸狙b置是雙面對(duì)噴，一次即可完成加工，不需噴完一面后進(jìn)行零件翻面、重新裝夾等步驟，節(jié)省加工時(shí)間。因此綜合效率提升I. 5倍以上。本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)工件雙面對(duì)噴強(qiáng)化、減少工件變形、提升加工效率和強(qiáng)化效果的裝置，且該裝置易于組裝，可配合傳統(tǒng)氣動(dòng)噴丸機(jī)使用。


圖I是垂直旋轉(zhuǎn)式噴丸強(qiáng)化裝置的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖2是渦輪葉盤工件結(jié)構(gòu)圖；圖3是工件與工件夾具配合示意圖；圖4是噴槍結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)方式示意圖；圖5是本發(fā)明與噴丸機(jī)的配合示意圖。
圖中I.電機(jī)2.工作臺(tái) 3.前擋塊4.支撐桿 5.后擋塊6.轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器7.支承座 8.噴槍9.工件 10.軸身11.封嚴(yán)齒12.安裝邊 13.保持桿 14.滑套 15.連接螺釘16.緊固螺釘
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例是一種垂直旋轉(zhuǎn)式雙面對(duì)噴丸強(qiáng)化裝置，包括電機(jī)I、帶三爪卡盤的工作臺(tái)2、前擋塊3、支撐桿4、后擋塊5、轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器6和支撐座7。其中
電機(jī)I固定在支撐座7上。工作臺(tái)2安裝在電機(jī)I的輸出軸上，所述的工作臺(tái)2的一個(gè)表面有三爪卡盤。支撐桿4的一端安裝在所述三爪卡盤內(nèi)，另一端安裝有工件9。前擋塊3套裝在支撐桿4上，位于工作臺(tái)2與工件9之間，并且該前擋塊3的一個(gè)端面與工件9的一個(gè)端面貼合。后擋塊5套裝在支撐桿4上，并且該后擋塊5的一個(gè)端面與工件9的另一個(gè)端面貼合。噴槍8有2個(gè)，通過本裝置所在噴丸機(jī)工作艙頂部保持桿13固定在支撐桿4 一端的工件9的上方，并分布在所述桿件的兩側(cè)。噴槍噴口到工件之間的距離為150mm，噴管中心線與工件表面的角度呈45° ±5°。噴槍采用文丘里噴嘴。所述的噴槍通過連接螺釘15與滑套14連接。所述滑套固定在保持桿13上。滑套的側(cè)面開有螺釘孔，并通過緊固螺釘16將該滑套固定在保持桿上。通過調(diào)整所述緊固螺釘?shù)乃删o度，使滑套帶動(dòng)噴槍沿保持桿的軸向做上下運(yùn)動(dòng)，沿保持桿的周向做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。通過調(diào)節(jié)所述連接螺釘?shù)乃删o度，實(shí)現(xiàn)噴槍繞保持桿軸線兩側(cè)做180°擺動(dòng)。該裝置運(yùn)行示意圖見圖4。所述支撐桿4的一端為等徑段，該等徑段的外徑與所述工作臺(tái)2中心孔的孔徑相同，并且兩者之間為過盈配合。支撐桿4另一端的外表面為階梯狀，分別為前擋塊3的安裝段、工件9的安裝段和后擋塊5的安裝段，并且所述支撐桿4上各安裝段的外徑分別與與之配合的前擋塊3、工件9和后擋塊5的內(nèi)徑相同，使所述前擋塊3、工件9和后擋塊5與所述支撐桿4之間均為過盈配合。在支撐桿4的中部，有徑向凸出的軸肩。所述前擋塊3為套筒狀，其內(nèi)孔的孔徑與工件9上的軸身10外徑相同；所述前擋塊3內(nèi)孔的長(zhǎng)度大于工件9上軸身10的長(zhǎng)度，使工件9上軸身10裝入前擋塊3的內(nèi)孔中后兩者之間無干涉。所述前擋塊3 —端有端板，該端板的中心有通孔，該通孔的孔徑與支撐桿4的外徑相同。前擋塊3的外徑與工件9的封嚴(yán)齒11外徑相同。所述后擋塊5亦為套筒狀，其內(nèi)孔的孔徑與支撐桿4端頭的外徑相同。后擋塊5的外圓表面為階梯狀。所述后擋塊5的最大外徑略小于工件9的安裝邊12內(nèi)徑；所述后擋塊5的最小外徑不小于工件9的安裝邊12內(nèi)徑1mm。本實(shí)施例中，所選用的電機(jī)I為調(diào)速電機(jī)，該電機(jī)的轉(zhuǎn)速在0_20rpm之間可調(diào)，并且通過連線外接轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器6。本實(shí)施例中的工作臺(tái)2為直徑500mm，厚度10mm，表面硬化處理，硬度HRC彡58。所述的支承座7由底板和支桿組成。在支承座7的底板上有連接孔,用螺釘11通過該連接孔將該支承座與噴丸機(jī)工作臺(tái)連接。所述的支承座7須具有足夠的剛性，使安裝在之上的電機(jī)及轉(zhuǎn)臺(tái)擺幅不超過3mm。安裝時(shí)，將前擋塊3套裝在支撐桿4上，并使該前擋塊3端板的外表面與支撐桿4的中部的軸肩貼合。將工件9的軸身10裝入前擋塊3的內(nèi)孔中，并使該工件9的軸身10與前擋塊3的內(nèi)孔表面貼合，使該工件9的內(nèi)孔表面與支撐桿4的外表面貼合。將后擋塊5套裝在支撐桿4上，并使該后擋塊5的最大外 徑一端的端面與工件9安裝邊12內(nèi)孔到軸身10內(nèi)孔的轉(zhuǎn)接面貼合，使該后擋塊5的最小外徑的外表面與工件9的安裝邊12內(nèi)孔表面貼合。用螺母將后擋塊5固定在支撐桿4的端頭處。支撐桿4的另一端裝入工作臺(tái)2的內(nèi)孔中，并通過三爪卡盤夾緊。將支撐座7通過支撐座固定螺釘固定在噴丸機(jī)的工作臺(tái)上。將電機(jī)I水平固定在支承座上，最后將旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸前端。所述電機(jī)I輸出軸與支撐桿4同軸。通常第一次將支架、電機(jī)及轉(zhuǎn)臺(tái)組裝后可不再拆解，方便下次使用。將工件9與工件夾具前擋塊3、工件夾具支撐桿4、工件夾具后擋塊5組裝在一起，如圖3。將組裝好的組件裝夾在工作臺(tái)上，用三爪卡盤卡緊。此時(shí)整個(gè)裝置已組裝完畢。調(diào)節(jié)位于工件左右兩側(cè)的噴槍8，使兩把噴槍口到工件被噴丸表面的距離、角度一致。轉(zhuǎn)數(shù)調(diào)節(jié)器9連接電機(jī)I并置于噴丸機(jī)外部，給電機(jī)I接通電源，按所需加工參數(shù)設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)，關(guān)閉噴丸機(jī)工作艙艙門。啟動(dòng)噴丸設(shè)備即可進(jìn)行噴丸加工。
權(quán)利要求
1.一種噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于，包括電機(jī)、帶三爪卡盤的工作臺(tái)、前擋塊、支撐桿、后擋塊和支撐座；其中電機(jī)固定在支撐座上；工作臺(tái)安裝在電機(jī)的輸出軸上，所述的工作臺(tái)的一個(gè)表面有三爪卡盤；支撐桿的一端安裝在所述三爪卡盤內(nèi)，另一端安裝有工件；前擋塊套裝在支撐桿上，位于工作臺(tái)與工件之間，并且該前擋塊的一個(gè)端面與工件的一個(gè)端面貼合；后擋塊套裝在支撐桿上，并且該后擋塊的一個(gè)端面與工件的另一個(gè)端面貼合；噴槍有個(gè)，通過噴丸機(jī)工作艙頂部保持桿固定在支撐桿一端的工件的上方，并分布在所述桿件的兩側(cè)；噴槍噴口到工件之間的距離為150mm，噴管中心線與工件表面的角度呈45?！?。。
2.如權(quán)利要求I所述一種噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述的噴槍通過連接螺釘與滑套連接；滑套固定在保持桿上；緊固螺釘位于滑套側(cè)面；通過調(diào)整所述緊固螺釘?shù)乃删o度，使滑套帶動(dòng)噴槍沿保持桿的軸向和周向運(yùn)動(dòng)；通過調(diào)節(jié)所述連接螺釘?shù)乃删o度，實(shí)現(xiàn)噴槍繞保持桿軸線做180 °擺動(dòng)。
3.如權(quán)利要求I所述一種噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述支撐桿的一端與所述工作臺(tái)中心孔過盈配合；支撐桿另一端的外表面分別為前擋塊的安裝段、工件的安裝段和后擋塊的安裝段，并且所述支撐桿上各安裝段的外徑分別與與之配合的前擋塊、工件和后擋塊之間均為過盈配合；在支撐桿的中部，有徑向凸出的軸肩。
4.如權(quán)利要求I所述一種噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述前擋塊為套筒狀，其內(nèi)孔的孔徑與工件上的軸身外徑相同；所述前擋塊內(nèi)孔的長(zhǎng)度大于工件上軸身的長(zhǎng)度，使工件上軸身裝入前擋塊的內(nèi)孔中后兩者之間無干涉；所述前擋塊一端有端板，該端板的中心有通孔；前擋塊的外徑與工件的封嚴(yán)齒外徑相同。
5.如權(quán)利要求I所述一種噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述后擋塊亦為套筒狀，其內(nèi)孔的孔徑與支撐桿端頭的外徑相同；后擋塊的外圓表面為階梯狀；所述后擋塊的最大外徑略小于工件的安裝邊內(nèi)徑；所述后擋塊的最小外徑不小于工件的安裝邊內(nèi)徑1mm。
6.如權(quán)利要求I所述一種噴丸強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述的支承座由底板和支桿組成；在支承座的底板上有連接孔。
全文摘要
一種噴丸強(qiáng)化裝置，電機(jī)固定在支撐座上。工作臺(tái)安裝在電機(jī)的輸出軸上，所述的工作臺(tái)的一個(gè)表面有三爪卡盤。支撐桿的一端安裝在所述三爪卡盤內(nèi)，另一端安裝有工件。前擋塊套裝在支撐桿上，位于工作臺(tái)與工件之間。后擋塊套裝在支撐桿上，并且該后擋塊的一個(gè)端面與工件的另一個(gè)端面貼合。噴槍有兩個(gè)，通過噴丸機(jī)工作艙頂部保持桿固定在支撐桿一端的工件的上方，并分布在所述桿件的兩側(cè)。本發(fā)明將常規(guī)平臥噴丸加工方式變?yōu)榇怪毙D(zhuǎn)噴丸加工方式，實(shí)現(xiàn)兩把噴槍在工件兩面進(jìn)行對(duì)噴，由于工件兩面形變的相互抵消，從而有效減少工件在噴丸強(qiáng)化過程中產(chǎn)生的形變，減少零件的超差或報(bào)廢損失，減少二次加工，提升產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)B24C3/32GK102909660SQ20121045224
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者胡云輝, 曾惠元, 劉保華, 楊明蕓, 文瑞 申請(qǐng)人:西安航空動(dòng)力股份有限公司